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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Estabilizador de temperatura del calentador eléctrico. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Reguladores de potencia, termómetros, estabilizadores de calor El sensor de temperatura en el dispositivo propuesto es... el propio elemento calefactor eléctrico, cuya resistencia depende de la temperatura. Como no es necesario instalar un sensor especial, la estabilización térmica se logra sin interferir con el diseño del dispositivo de calefacción. En la mayoría de los dispositivos eléctricos utilizados para calentar líquidos, se garantiza una buena conexión térmica entre el medio calentado y el elemento calefactor eléctrico. Por tanto, manteniendo constante la temperatura del elemento, es posible estabilizar la temperatura del líquido con suficiente precisión en muchos casos. En algunos casos, dicho estabilizador le evitará grandes problemas. Por ejemplo, eliminará el peligroso sobrecalentamiento de una caldera eléctrica encendida sin agua o dejada desatendida, como resultado de lo cual el agua se evapora. El dispositivo propuesto puede reemplazar un termostato bimetálico averiado en una plancha eléctrica, donde la resistencia térmica de la suela calentadora es baja. En este caso, se consigue una mayor precisión en el mantenimiento de la temperatura de la suela. Estabilizar la temperatura de un calentador eléctrico que funciona en condiciones de extracción de calor débil e intermitente (por ejemplo, calentar el aire en una habitación) no garantiza una temperatura ambiente constante, pero aumenta la confiabilidad y seguridad del funcionamiento del calentador. Debido a la ausencia de un sensor, el estabilizador descrito es adecuado para dispositivos de calentamiento de alta temperatura (por ejemplo, hornos de mufla), donde elimina la necesidad de controlar la temperatura mediante costosos termopares. El esquema del dispositivo se muestra en la fig. una.
Se ensambla un generador de impulsos en los transistores VT2 y VT3, que abre el triac VS1 (interruptor del calentador EK1) al comienzo de cada medio ciclo de la tensión de red. Esto minimiza el ruido de conmutación y la energía gastada en controlar el triac. Los diodos VD1 y VD4 sirven como rectificadores, y los diodos Zener VD5 y VD7 sirven como reguladores de tensión para la tensión de alimentación del comparador DA1 y el generador. La resistencia del calentador EK1 forma un puente de medición con las resistencias R1-R4, a cuya diagonal están conectadas las entradas del comparador DA1. La resistencia y la potencia de la resistencia R4 deben ser aproximadamente el 0,5% de los parámetros correspondientes del calentador. La caída de voltaje a través de esta resistencia es 1,1...1,2 Veff. Con la ayuda de las resistencias R2 y R3, se asegura que el puente esté equilibrado a la temperatura del calentador nominal o máxima permitida (según el problema a resolver). El análisis del equilibrio se produce cuando el triac VS1 está abierto y sólo en semiciclos negativos de la tensión de red, cuando el transistor VT1 está cerrado por la tensión negativa tomada de la resistencia R4, lo que permite el funcionamiento del comparador DA1. Si la temperatura y, por tanto, la resistencia del calentador, es superior al valor especificado, el nivel en la salida del comparador baja cuando se enciende. El condensador C3 se descarga rápidamente a través de la resistencia R9. Se suministra un voltaje negativo al emisor del transistor VT2 a través de la resistencia R12 y el diodo VD9, bloqueando el generador de impulsos. El generador reanudará su funcionamiento sólo después de cargar el condensador C3 a través de la resistencia R12. En el semiciclo negativo de la tensión de red inmediatamente después de que el generador reanuda su funcionamiento, el comparador DA1 "verificará" nuevamente la resistencia del calentador EK1 y, dependiendo del resultado, el generador continuará funcionando o se bloqueará nuevamente. . Por lo tanto, en caso de sobrecalentamiento, el voltaje se suministra al calentador solo brevemente con pausas que dependen de la constante de tiempo del circuito R12C3. Si la temperatura está por debajo de la temperatura establecida, el calentador funciona continuamente. Si la potencia del calentador es superior a 1 kW, es necesario sustituir el triac VS1 del tipo indicado en el diagrama por uno más potente (por ejemplo, series TC106, TC112). Para controlar un triac de este tipo, es posible que necesite un amplificador de corriente ensamblado de acuerdo con el circuito que se muestra en la Fig. 2.
Placa de circuito impreso de 40x32,5 mm, mostrada a escala 2:1 en la Fig. 3, está diseñado específicamente para una versión más potente del dispositivo. Si no se requiere un amplificador adicional, los elementos VT4, VD12 y R15 no se instalan y el inductor L1 se reemplaza por un puente. Triac VS1 está ubicado fuera de la placa y debe estar equipado con un disipador de calor correspondiente a la potencia conmutada.
Cada uno de los diodos zener D814D se puede reemplazar por un par de diodos zener de bajo voltaje conectados en serie con un voltaje de estabilización total de 12...15 V, por ejemplo, KS162A, KS168A, KS175A. Los conductores impresos y las almohadillas de contacto necesarios para dicho reemplazo se muestran en la Fig. 3 sombreados. El papel de los diodos Zener para un voltaje de aproximadamente 7 V también puede ser realizado por las uniones emisoras de los transistores KT315B (emisor - cátodo, base - ánodo del diodo Zener equivalente). Habiendo montado todos los elementos excepto el diodo VD9, conecte el calentador al estabilizador y enciéndalo. En primer lugar, verifique el voltaje entre los terminales 11 y 6 del comparador DA1, que debe estar dentro de 24...30 V. Si, en presencia de pulsos en el colector del transistor VT3, el triac VS1 no se abre o se rompe apagado solo en los semiciclos positivos de la tensión de red, en un estabilizador sin amplificador adicional reduzca la resistencia de la resistencia R14. Si no fue posible lograr una apertura confiable del triac usando este método, deberá instalar los elementos que se muestran en la Fig. 2 y seleccione la resistencia R15. A continuación, el terminal derecho de la resistencia R12 según el diagrama se conecta temporalmente con un puente al cable "común" (por ejemplo, al cátodo del diodo VD3) y asegúrese de que utilizando la resistencia de recorte R3 se puedan establecer dos valores de voltaje. en el condensador C3: casi cero y cercano al voltaje de estabilización del diodo zener VD5. El dispositivo finalmente se ajusta después de quitar el puente temporal e instalar el diodo VD9. Moviendo la resistencia variable R2 a una de las posiciones extremas y esperando un tiempo suficiente para establecer el régimen térmico, se mide la temperatura del calentador o medio calentado. Las mismas mediciones se repiten en varias posiciones de la manija de control de la resistencia R2. En base a los resultados obtenidos, se puede equipar la resistencia con una escala graduada en valores de temperatura. Los límites del intervalo de control se ajustan mediante la resistencia de ajuste R3, reemplazando, si es necesario, la resistencia variable R2 por una similar de diferente valor. Cambiando el circuito del puente de medición de acuerdo con la Fig. 4 y haciendo algunos cambios menores más, en la misma placa de circuito impreso puede ensamblar un estabilizador térmico normal con un sensor de temperatura: un termistor.
Un fragmento del dibujo de la disposición de elementos para esta versión del dispositivo se muestra en la Fig. 5. Todo lo que está fuera de él sigue igual que en la fig. 3.
Los círculos punteados muestran los orificios limpiados de los terminales de los elementos VT1, VD2, VD3, C3 que ya no son necesarios, del terminal del motor de la resistencia de sintonización (ahora permanente) R3 y de uno de los cables de puente. Las resistencias R7 y R9 se reemplazan con puentes, y las almohadillas de contacto destinadas a la resistencia R6 se conectan a los terminales del termistor RK1 con una resistencia nominal (medida a una temperatura de +25 ° C) de 10...100 kOhm. El valor de la resistencia R4 se elige igual a la resistencia del termistor RK1 a la temperatura promedio de su intervalo de regulación. Autor: V.Kaplun, Severodonetsk, Ucrania
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